如何使用WiFi和RFID定位技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子標(biāo)簽定位算法

　　隨著無線通信的快速發(fā)展，由此引起的關(guān)于室內(nèi)定位的無線網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)的結(jié)合也越來越受關(guān)注。人們對(duì)物品、人員位置的需求也越來越強(qiáng)烈。在室外的定位，如熟知的GPS定位已經(jīng)做到讓很多人都滿意的程度，但是一旦進(jìn)入到室內(nèi)，由于建筑物的阻擋以及多徑效應(yīng)，GPS在室內(nèi)的定位的效果大打折扣，所以室內(nèi)定位的研究成為定位后續(xù)的研究重點(diǎn)。住公司中需要對(duì)人員和物品進(jìn)行定位的時(shí)候范圍很大。傳統(tǒng)的標(biāo)簽定位的距離有缺陷，限制了其廣泛的應(yīng)用。所以義提出了RFID技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，擴(kuò)大其定位的范圍。無線WiFi在一個(gè)免費(fèi)的2.4GHz頻段，有很高的數(shù)據(jù)傳輸速度。所以選擇基于WiFi網(wǎng)絡(luò)通信的定位標(biāo)簽。WiFi網(wǎng)絡(luò)有如下優(yōu)勢(shì)：WiFi的工作頻段在2.4GHz，而且處于免費(fèi)頻段，對(duì)用戶來說不需要額外的費(fèi)用；WiFi的傳輸距離可以達(dá)到100m，可以覆蓋整個(gè)大樓；WiFi的傳輸速率很高，可達(dá)到54 Mbps.影響定位的精確度不僅僅是關(guān)于定位技術(shù)的選擇，同時(shí)定位算法的選擇也會(huì)影響其定位精度。常見的室內(nèi)定位的算法主要分為兩類：基于測(cè)距技術(shù)的定位算法和距離無關(guān)的算法?；跍y(cè)距技術(shù)的算法一般是通過節(jié)點(diǎn)之間的距離或者角度來計(jì)算出未知節(jié)點(diǎn)的位置，實(shí)際運(yùn)用中常見的有：基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示算法（RSSI）、到達(dá)角度算法（AOA）、到達(dá)時(shí)間算法（TOA）等。距離無關(guān)的算法有：質(zhì)心法、APIT算法、凸規(guī)劃算法等。這些算法都是利用節(jié)點(diǎn)之間的鄰近關(guān)系實(shí)現(xiàn)定位的。一般來說，基于測(cè)距技術(shù)的算法比無需測(cè)距的精度要高。本文采用基于無線網(wǎng)絡(luò)的RFID技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上提出一種算法，實(shí)現(xiàn)誤差范圍小的定位系統(tǒng)。

　　1系統(tǒng)的硬件結(jié)構(gòu)射頻識(shí)別（Radio Frequency Identification，RFID）俗稱電子標(biāo)簽。RFID是一種非接觸式的自動(dòng)識(shí)別技術(shù)，它通過射頻信號(hào)自動(dòng)識(shí)別目標(biāo)對(duì)象并獲取相關(guān)數(shù)據(jù)，識(shí)別工作無需人工干預(yù)，可工作于各種惡劣環(huán)境。RFID技術(shù)可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)標(biāo)簽，操作快捷方便。RFID是一種簡(jiǎn)單的無線系統(tǒng)，只有兩個(gè)基本器件，該系統(tǒng)用于控制、檢測(cè)和跟蹤物體。系統(tǒng)由一個(gè)詢問器（或閱讀器）和很多應(yīng)答器（或標(biāo)簽）組成。定位系統(tǒng)的硬件包括：閱讀器、電子標(biāo)簽和無線WiFi模塊。閱讀器是用于讀取/寫入標(biāo)簽信息的設(shè)備。電子標(biāo)簽分為有源和無源兩類。有源技術(shù)電子標(biāo)簽內(nèi)部有電池，它的壽命一般比無源的長(zhǎng)。在電池更換前一直通過設(shè)定頻段向外發(fā)送信息。本文所采用的有源技術(shù)電子標(biāo)簽具有長(zhǎng)時(shí)間的壽命。無線WiFi模塊主要是用于電子標(biāo)簽、閱讀器以及AP（用于接收標(biāo)簽的發(fā)射信號(hào)）之間的通信。 RFID定位可用于倉(cāng)庫(kù)管理、公司人員、物品以及醫(yī)院病人的準(zhǔn)確定位。但是由于距離限制了其發(fā)展，所以把無線WiFi技術(shù)和 RFID技術(shù)結(jié)合起來，進(jìn)一步地提高定位的范圍和精度。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)如圖1所示。

　　隨著無線通信的快速發(fā)展，由此引起的關(guān)于室內(nèi)定位的無線網(wǎng)絡(luò)和RFID技術(shù)的結(jié)合也越來越受關(guān)注。人們對(duì)物品、人員位置的需求也越來越強(qiáng)烈。在室外的定位，如熟知的GPS定位已經(jīng)做到讓很多人都滿意的程度，但是一旦進(jìn)入到室內(nèi)，由于建筑物的阻擋以及多徑效應(yīng)，GPS在室內(nèi)的定位的效果大打折扣，所以室內(nèi)定位的研究成為定位后續(xù)的研究重點(diǎn)。住公司中需要對(duì)人員和物品進(jìn)行定位的時(shí)候范圍很大。傳統(tǒng)的標(biāo)簽定位的距離有缺陷，限制了其廣泛的應(yīng)用。所以義提出了RFID技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，擴(kuò)大其定位的范圍。無線WiFi在一個(gè)免費(fèi)的2.4GHz頻段，有很高的數(shù)據(jù)傳輸速度。所以選擇基于WiFi網(wǎng)絡(luò)通信的定位標(biāo)簽。WiFi網(wǎng)絡(luò)有如下優(yōu)勢(shì)：WiFi的工作頻段在2.4GHz，而且處于免費(fèi)頻段，對(duì)用戶來說不需要額外的費(fèi)用；WiFi的傳輸距離可以達(dá)到100m，可以覆蓋整個(gè)大樓；WiFi的傳輸速率很高，可達(dá)到54 Mbps.影響定位的精確度不僅僅是關(guān)于定位技術(shù)的選擇，同時(shí)定位算法的選擇也會(huì)影響其定位精度。常見的室內(nèi)定位的算法主要分為兩類：基于測(cè)距技術(shù)的定位算法和距離無關(guān)的算法。基于測(cè)距技術(shù)的算法一般是通過節(jié)點(diǎn)之間的距離或者角度來計(jì)算出未知節(jié)點(diǎn)的位置，實(shí)際運(yùn)用中常見的有：基于接收信號(hào)強(qiáng)度指示算法（RSSI）、到達(dá)角度算法（AOA）、到達(dá)時(shí)間算法（TOA）等。距離無關(guān)的算法有：質(zhì)心法、APIT算法、凸規(guī)劃算法等。這些算法都是利用節(jié)點(diǎn)之間的鄰近關(guān)系實(shí)現(xiàn)定位的。一般來說，基于測(cè)距技術(shù)的算法比無需測(cè)距的精度要高。本文采用基于無線網(wǎng)絡(luò)的RFID技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上提出一種算法，實(shí)現(xiàn)誤差范圍小的定位系統(tǒng)。
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